JP5237733B2 - MEMS sensor - Google Patents

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Description

本発明は、シリコン(Silicon)層を微細加工して形成されたMEMSセンサに係り、特に、薄型で且つ可動領域の密閉機能に優れたMEMSセンサに関する。   The present invention relates to a MEMS sensor formed by finely processing a silicon layer, and more particularly to a MEMS sensor that is thin and has an excellent sealing function in a movable region.

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)センサは、SOI(Silicon on Insulator)層を構成するシリコン(Si)ウエハを微細加工することで、可動電極部と固定電極部が形成されている。この微細なセンサは、可動電極部の動作により、加速度センサ、圧力センサ、振動型ジャイロ、またはマイクロリレーなどとして使用される。   In a MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) sensor, a movable electrode part and a fixed electrode part are formed by finely processing a silicon (Si) wafer constituting an SOI (Silicon on Insulator) layer. This fine sensor is used as an acceleration sensor, a pressure sensor, a vibration gyro, a micro relay, or the like depending on the operation of the movable electrode portion.

この種のMEMSセンサは、シリコンウエハの一部で形成された可動電極部がクリーンな空間内で微細な距離で動作できるように、可動電極部の可動領域を密閉することが必要である。   In this type of MEMS sensor, it is necessary to seal the movable region of the movable electrode portion so that the movable electrode portion formed of a part of the silicon wafer can operate at a fine distance in a clean space.

そのためのパッケージング技術として、以下の特許文献1に記載された発明では、SOI層を構成するシリコンウエハから形成された可動電極部および固定電極部が、ガラス基板とガラス基板との間に配置され、可動電極部の可動領域の周囲部分において、ガラスフリットで、上下のガラス基板が接合されて、前記ガラスフリットでシール層が形成されている。
特開2000−307018号公報
As a packaging technique for that purpose, in the invention described in Patent Document 1 below, a movable electrode portion and a fixed electrode portion formed from a silicon wafer constituting an SOI layer are disposed between a glass substrate and a glass substrate. The upper and lower glass substrates are joined by glass frit at the peripheral portion of the movable region of the movable electrode portion, and a seal layer is formed by the glass frit.
JP 2000-307018 A

しかし、特許文献1に記載されているように、2枚のガラス基板の間に可動電極部を封入したパッケージング構造では、センサ全体の厚さ寸法が大きくなる。   However, as described in Patent Document 1, in the packaging structure in which the movable electrode portion is sealed between two glass substrates, the thickness dimension of the entire sensor is increased.

また、上下のガラス基板の対向間隔が、可動電極部の可動領域の周囲をシールするガラスフリットの厚さで決められるために、ガラス基板の対向間隔を高精度に決めるのが難しく、その結果、可動電極部とガラス基板との間に可動電極の動作に必要な可動余裕(マージン)を適切な寸法で設定するのが難しい。   In addition, since the facing distance between the upper and lower glass substrates is determined by the thickness of the glass frit that seals the periphery of the movable region of the movable electrode portion, it is difficult to determine the facing distance between the glass substrates with high accuracy. It is difficult to set a movable margin (margin) necessary for the operation of the movable electrode with an appropriate dimension between the movable electrode portion and the glass substrate.

また、ガラスフリットは溶融して固化することでシール層となるため、微細パターンのシール層を形成するのが難しい。さらに、溶融したガラスフリットが、可動電極の可動領域に流れ込まないようにするために、可動電極の可動領域とガラスフリットのシール層との間に距離を空けることが必要である。そのため、パッケージング全体が大型にならざるを得ない。   Further, since the glass frit is melted and solidified to form a seal layer, it is difficult to form a fine pattern seal layer. Further, in order to prevent the molten glass frit from flowing into the movable region of the movable electrode, it is necessary to provide a distance between the movable region of the movable electrode and the sealing layer of the glass frit. Therefore, the entire packaging must be large.

さらに、この種のMEMSセンサは、小型化のために、可動電極部の可動領域と重なる部分に電極層やリード層を形成せざるを得ないが、これら電極層やリード層と可動電極層との間にマージンとなる寸法を確保することが必要であり、これによっても、パッケージングの薄型化を実現するのが難しい。   Further, in order to reduce the size of this type of MEMS sensor, an electrode layer and a lead layer must be formed in a portion overlapping the movable region of the movable electrode portion. However, the electrode layer, the lead layer, the movable electrode layer, In this case, it is necessary to secure a dimension as a margin, and it is difficult to realize a thin packaging.

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、薄型で且つ小型でパッケージングでき、しかも可動電極部と基板との間に、適正な可動余裕(マージン)を確保しやすい構造のMEMSセンサを提供することを目的としている。   The present invention solves the above-described conventional problems, and is a thin and small-sized MEMS sensor, and has a structure in which an appropriate movable margin (margin) is easily secured between the movable electrode portion and the substrate. The purpose is to provide.

また本発明は、可動電極部の可動領域を囲むシール層を薄く形成でき、しかもシール層を形成する材料が可動電極部の動作に悪影響を与えにくい構造のMEMSセンサを提供することを目的としている。   Another object of the present invention is to provide a MEMS sensor having a structure in which the seal layer surrounding the movable region of the movable electrode portion can be formed thin and the material forming the seal layer does not adversely affect the operation of the movable electrode portion. .

本発明は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された可動電極部および固定電極部とを有するMEMSセンサにおいて、
前記第1の基板の表面に、前記可動電極部および前記固定電極部のそれぞれの支持導通部と、前記可動電極部と前記固定電極部を囲む枠体層とが、第1の絶縁層を介して固定され、
前記第2の基板の表面に凸部と凹部が形成され、前記凸部と前記凹部の上に第2の絶縁層が形成されて、前記第2の絶縁層の表面に、前記第2の基板の前記凸部および前記凹部に倣う凸部および凹部が形成されており、
前記第2の絶縁層の前記凸部の表面に、厚さが0μmよりも大きく4μm以下の接続電極部が設けられて、前記接続電極部とそれぞれの前記支持導通部の表面に設けられた接続金属層とが共晶接合または拡散接合されて、前記第2の絶縁層の前記凹部の表面が前記可動電極部に対向し、前記可動電極部と前記固定電極部を囲んで形成された前記第2の絶縁層の前記凸部の表面にシール電極部が設けられて、前記シール電極部と前記枠体層の表面に設けられたシール金属層とが共晶接合または拡散接合されており、
前記第2の絶縁層の内部に、前記接続電極部に接続されたリード層が埋設され、前記リード層は前記第2の基板の前記凹部の表面と前記凸部の表面に倣って引き回され、前記第2の基板の前記凸部と前記シール金属層との間を通過して、前記枠体層の外側へ出ていることを特徴とするものである。
The present invention relates to a MEMS sensor having a first substrate, a second substrate, and a movable electrode portion and a fixed electrode portion disposed between the first substrate and the second substrate.
The surface of said first substrate, and each of the supporting conducting portions of the movable electrode portion and the fixed electrode portion, and the frame layer surrounding said fixed electrode portion and the movable electrode portion, through the first insulating layer is fixed Te,
Convex portions and concave portions are formed on the surface of the second substrate, a second insulating layer is formed on the convex portions and the concave portions, and the second substrate is formed on the surface of the second insulating layer. A convex portion and a concave portion that follow the convex portion and the concave portion are formed,
A connection electrode portion having a thickness greater than 0 μm and 4 μm or less is provided on the surface of the convex portion of the second insulating layer, and the connection electrode portion and a connection provided on the surface of each of the support conduction portions The metal layer is formed by eutectic bonding or diffusion bonding, and the surface of the concave portion of the second insulating layer is opposed to the movable electrode portion, and is formed to surround the movable electrode portion and the fixed electrode portion. A seal electrode portion is provided on the surface of the convex portion of the insulating layer of 2, and the seal electrode portion and the seal metal layer provided on the surface of the frame body layer are eutectic bonded or diffusion bonded ,
A lead layer connected to the connection electrode portion is embedded in the second insulating layer, and the lead layer is routed along the surface of the concave portion and the surface of the convex portion of the second substrate. The second substrate passes between the convex portion of the second substrate and the sealing metal layer and protrudes to the outside of the frame layer .

本発明のMEMSセンサは、第1の基板の表面に設けられた第1の絶縁層と、第2の基板の表面に設けられた第2の絶縁層との間に、可動電極部および固定電極部の支持導通部が挟まれて固定されている。第1の基板と第2の基板の間隔は、主に、可動電極部および固定電極部の厚さと、第1の絶縁層および第2の絶縁層の厚さとで決められる。これらの厚さ寸法は、比較的高精度に設定できるため、第1の基板と第2の基板の厚さ寸法を均一に決めることができ、全体を薄型に構成することができる。   The MEMS sensor of the present invention includes a movable electrode portion and a fixed electrode between a first insulating layer provided on the surface of the first substrate and a second insulating layer provided on the surface of the second substrate. The supporting conduction part of the part is sandwiched and fixed. The distance between the first substrate and the second substrate is mainly determined by the thicknesses of the movable electrode portion and the fixed electrode portion and the thicknesses of the first insulating layer and the second insulating layer. Since these thickness dimensions can be set with relatively high accuracy, the thickness dimensions of the first substrate and the second substrate can be determined uniformly, and the entire configuration can be made thin.

また、第2の基板に凸部と凹部が形成され、この凸部と凹部に倣うように第2の絶縁層が形成され、第2の絶縁層の表面の凹部が可動電極部に対向しているため、可動電極部と第2の絶縁層との間に、可動余裕(マージン)を確保でき、薄型でありながら、可動電極部が確実に動作できるMEMSセンサを得ることができる。   Further, a convex portion and a concave portion are formed on the second substrate, a second insulating layer is formed so as to follow the convex portion and the concave portion, and the concave portion on the surface of the second insulating layer is opposed to the movable electrode portion. Therefore, a movable margin (margin) can be secured between the movable electrode portion and the second insulating layer, and a MEMS sensor that can operate the movable electrode portion reliably while being thin can be obtained.

本発明は、前記第2の絶縁層が前記凸部および前記凹部において同じ厚さに形成されているものとして構成できる。   The present invention can be configured such that the second insulating layer is formed in the same thickness in the convex portion and the concave portion.

第2の基板の表面に凸部と凹部が形成されているため、第2の絶縁層を均一な厚さに形成しても、可動電極部と第2の絶縁層の表面との間に可動余裕(マージン)を確保することができる。第2の絶縁層を均一な厚さに形成できるため、第2の絶縁層内に埋設されているリード層の絶縁を確保できるようになる。   Since the convex portion and the concave portion are formed on the surface of the second substrate, even if the second insulating layer is formed to have a uniform thickness, it can move between the movable electrode portion and the surface of the second insulating layer. A margin can be secured. Since the second insulating layer can be formed to have a uniform thickness, it is possible to ensure insulation of the lead layer embedded in the second insulating layer.

なお、本明細書において第2の絶縁層が同じ厚さに形成されているとは、第2の基板の凸部と凹部の表面に第2の絶縁層をスパッタ工程またはCVD工程などで形成した後に、特に第2の絶縁層の表面を削って凹部を形成する加工を行わないことを意味しており、例えば、第2の基板の凸部と凹部の境界部で、第2の絶縁層が他の領域よりも薄く形成されるような状態を含む。   Note that in this specification, the second insulating layer is formed to have the same thickness means that the second insulating layer is formed on the surface of the convex portion and the concave portion of the second substrate by a sputtering process or a CVD process. Later, it means that the surface of the second insulating layer is not particularly cut to form a concave portion. For example, the second insulating layer is formed at the boundary between the convex portion and the concave portion of the second substrate. It includes a state in which it is formed thinner than other regions.

ただし、本発明では、第2の基板の凹部に対向する部分において、第2の絶縁層の表面にミリング加工などを施して、第2の絶縁層の表面にさらに凹部を加工してもよい。この場合に、第2の基板の表面の凹部と第2の絶縁層の表面を削った凹部とで、可動電極部と第2の絶縁層との間の可動余裕をさらに大きく確保することが可能になる。   However, in the present invention, in the part facing the recess of the second substrate, the surface of the second insulating layer may be milled to further process the recess on the surface of the second insulating layer. In this case, it is possible to further secure a movable margin between the movable electrode portion and the second insulating layer by the concave portion on the surface of the second substrate and the concave portion obtained by cutting the surface of the second insulating layer. become.

本発明は、可動電極部と固定電極部のそれぞれの支持導通部と、第2の基板の第2の絶縁層とが、接続電極部と接続金属層との接合層を介して接合されているが、接合層の厚さ寸法が薄いために、この接合層を介して第1の基板と第2の基板の間隔を高精度に決めやすい。また、接合層の金属の膜厚が薄いので、この金属が可動電極部の可動領域に流れ込むことも生じにくい。 In the present invention, each of the support conductive portions of the movable electrode portion and the fixed electrode portion and the second insulating layer of the second substrate are joined via the joining layer of the connection electrode portion and the connection metal layer . However, since the thickness dimension of the bonding layer is thin, it is easy to determine the interval between the first substrate and the second substrate through the bonding layer with high accuracy. Further, since the metal thickness of the bonding layer is thin, the metal hardly flows into the movable region of the movable electrode portion.

また、前記凹部により可動電極部と第2の絶縁層との間の可動余裕を確保できるため、接合層の厚さ寸法をできるかぎり薄くできる。接合層を薄くすることで、可動電極部と固定電極部が接合層から熱応力を受けにくくなる。熱応力による可動電極部や固定電極部の歪みを防止するためには、前記接続電極部の厚さ寸法および前記接合層の厚さ寸法が4μm以下であることが好ましい。   Moreover, since the movable margin between the movable electrode portion and the second insulating layer can be secured by the concave portion, the thickness dimension of the bonding layer can be made as thin as possible. By making the bonding layer thin, the movable electrode portion and the fixed electrode portion are less likely to receive thermal stress from the bonding layer. In order to prevent distortion of the movable electrode portion and the fixed electrode portion due to thermal stress, the thickness dimension of the connection electrode portion and the thickness dimension of the bonding layer are preferably 4 μm or less.

本発明は、前記支持導通部には、前記接続電極部と前記接続金属層との接合層を囲む連続するまたは不連続の溝が形成されていることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that a continuous or discontinuous groove surrounding the bonding layer between the connection electrode portion and the connection metal layer is formed in the support conduction portion.

上記溝が形成されていると、接合層を構成する金属が、周囲に拡散するのを防止しやすくなり、可動電極部の動作が金属層によって阻害されることを防止しやすい。   When the groove is formed, it becomes easy to prevent the metal constituting the bonding layer from diffusing to the surroundings, and it is easy to prevent the operation of the movable electrode portion from being hindered by the metal layer.

本発明は、可動領域を囲むように枠体層を設けるとともに、可動領域を囲むように第2の絶縁層に枠状の凸部を形成し、枠体層と前記凸部との対面部に、共晶接合または拡散接合によるシール層を形成しているので、可動電極部の可動領域を囲むシール構造を薄く構成でき、第1の基板と第2の基板との間の距離を均一に保つことができる。また、シール層の金属材料が少量であるため可動電極部の可動領域に流れにくく、シール層を可動領域に接近して配置しても、前記金属材料が可動電極部の動作に悪影響を与えにくい。そのために、小型に構成しやすくなる。さらに、シール層を構成する金属層が薄く且つ小面積であるため金属層と絶縁層との熱膨張係数の差による熱応力の影響を少なくできる。 In the present invention , a frame body layer is provided so as to surround the movable region, a frame-like convex portion is formed in the second insulating layer so as to surround the movable region, and the frame portion and the convex portion are opposed to each other. since forming a sealing layer by eutectic bonding or diffusion bonding, a seal structure surrounding the movable region of the movable electrode portion thinner can configure, maintain the distance between the first substrate and the second substrate uniformly be able to. In addition, since the metal material of the seal layer is small, it does not easily flow to the movable region of the movable electrode portion, and even if the seal layer is disposed close to the movable region, the metal material does not adversely affect the operation of the movable electrode portion. . Therefore, it becomes easy to configure in a small size. Furthermore, since the metal layer constituting the seal layer is thin and has a small area, the influence of thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the metal layer and the insulating layer can be reduced.

また、本発明は、前記第2の絶縁層の内部に埋設された前記リード層が、前記シール層の外部に引き出され、前記第2の基板に、前記リード層に導通する接続パッドが設けられているものである。   Further, according to the present invention, the lead layer embedded in the second insulating layer is drawn out to the outside of the seal layer, and a connection pad that is electrically connected to the lead layer is provided on the second substrate. It is what.

第2の絶縁層は、第1の基板と第2の基板の距離を保つ機能を発揮するのにならず、リード層を絶縁して外部に導く機能も発揮する。よって、薄型化できるとともに、リード層を確実に絶縁して外部の電気回路に接続させることが可能になる。   The second insulating layer does not exhibit the function of maintaining the distance between the first substrate and the second substrate, but also exhibits the function of insulating the lead layer and guiding it to the outside. Therefore, the thickness can be reduced, and the lead layer can be reliably insulated and connected to an external electric circuit.

本発明は、第1の基板と第2の基板との対向間隔が、可動電極部および固定電極部の厚さ寸法と、第1の絶縁層および第2の絶縁層の厚さで決められるため、第1の基板と第2の基板の間隔を高精度に決めやすく、薄型が可能である。   According to the present invention, the facing distance between the first substrate and the second substrate is determined by the thickness dimensions of the movable electrode portion and the fixed electrode portion, and the thicknesses of the first insulating layer and the second insulating layer. The distance between the first substrate and the second substrate can be easily determined with high accuracy and can be thin.

また、第2の絶縁層の表面に凹部が形成されるため、薄型でありながら、可動電極部が確実に動作するMEMSセンサを得ることができる。第2の基板の表面に凸部と凹部が形成され、第2の絶縁層は、第2の基板の凸部と凹部に倣うように形成されているため、第2の絶縁層が極端に薄くなることがなく、第2の絶縁層の内部に形成されたリード層の絶縁を十分に確保できる。   Further, since the concave portion is formed on the surface of the second insulating layer, it is possible to obtain a MEMS sensor in which the movable electrode portion operates reliably while being thin. Since the convex portion and the concave portion are formed on the surface of the second substrate, and the second insulating layer is formed so as to follow the convex portion and the concave portion of the second substrate, the second insulating layer is extremely thin. Therefore, the insulation of the lead layer formed inside the second insulating layer can be sufficiently ensured.

前記凹部により可動電極部の可動余裕を確保できるために、接続電極部および接合層をできるかぎり薄くでき、接合層の熱応力が可動電極部や固定電極部に与える影響を少なくできる。   Since the movable electrode portion can be secured by the recess, the connection electrode portion and the bonding layer can be made as thin as possible, and the influence of the thermal stress of the bonding layer on the movable electrode portion and the fixed electrode portion can be reduced.

また、可動電極部の可動領域の周囲に枠体層を設けるとともに、前記可動領域の周囲を囲むように第2の絶縁層に凸部を形成し、枠体層と凸部との対面部に接合層でシール層を形成したため、シール層も薄型にでき、シール層の金属が可動電極部の動作に悪影響を与えにくくなる。   In addition, a frame layer is provided around the movable region of the movable electrode portion, and a convex portion is formed on the second insulating layer so as to surround the movable region, so that a facing portion between the frame body layer and the convex portion is formed. Since the sealing layer is formed of the bonding layer, the sealing layer can be made thin, and the metal of the sealing layer is less likely to adversely affect the operation of the movable electrode portion.

図1は本発明の実施の形態のMEMSセンサを示すものであり、可動電極部と固定電極部および枠体層を示す平面図である。図1では第1の基板および第2の基板の図示を省略している。図2は図1のII部の拡大図、図3はIII部の拡大図である。図4は、MEMSセンサの全体構造を示す断面図であり、図1をIV−IV線で切断した断面図に相当している。図5は、MEMSセンサの製造方法を説明する断面図である。なお、図4と図5では、各層の配置構成が上下逆向きになっている。   FIG. 1 shows a MEMS sensor according to an embodiment of the present invention, and is a plan view showing a movable electrode portion, a fixed electrode portion, and a frame layer. In FIG. 1, illustration of the first substrate and the second substrate is omitted. 2 is an enlarged view of a portion II in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a portion III. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the entire structure of the MEMS sensor, and corresponds to a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing the MEMS sensor. 4 and 5, the arrangement configuration of each layer is upside down.

図4に示すように、MEMSセンサは、第1の基板1と第2の基板2の間に、機能層10が挟まれている。第1の基板1と機能層10の各部は、第1の絶縁層3a,3b,3cを介して接合されている。また、第2の基板2と機能層10の間には第2の絶縁層30が設けられている。   As shown in FIG. 4, in the MEMS sensor, a functional layer 10 is sandwiched between a first substrate 1 and a second substrate 2. Each part of the 1st board | substrate 1 and the functional layer 10 is joined via 1st insulating layer 3a, 3b, 3c. In addition, a second insulating layer 30 is provided between the second substrate 2 and the functional layer 10.

図5に示すように、第1の基板1と機能層10および第1の絶縁層3a,3b,3cは、SOI(Silicon on Insulator)層を加工して形成されている。ここで使用するSOI層は、2つのシリコンウエハが、SiO2層である絶縁層(Insulator)を挟んで一体に接合されたものである。SOI層の一方のシリコンウエハが、第1の基板1として使用され、他方のシリコンウエハが、加工されて機能層10が形成されている。 As shown in FIG. 5, the first substrate 1, the functional layer 10, and the first insulating layers 3a, 3b, 3c are formed by processing an SOI (Silicon on Insulator) layer. The SOI layer used here is obtained by integrally bonding two silicon wafers with an insulating layer (insulator) which is a SiO 2 layer interposed therebetween. One silicon wafer of the SOI layer is used as the first substrate 1 and the other silicon wafer is processed to form the functional layer 10.

機能層10は、1枚のシリコンウエハから第1の固定電極部11、第2の固定電極部13、可動電極部15および枠体層25が分離されて形成されている。さらにSOI層の絶縁層の一部が除去されて、互いに分離された第1の絶縁層3a,3b,3cが形成されている。   The functional layer 10 is formed by separating the first fixed electrode portion 11, the second fixed electrode portion 13, the movable electrode portion 15, and the frame layer 25 from a single silicon wafer. Further, a part of the insulating layer of the SOI layer is removed to form first insulating layers 3a, 3b, 3c separated from each other.

図1に示すように、機能層10の平面形状は、中心(図心)Oに対して180度の回転対称であり、且つ中心Oを通りX方向に延びる線に対して上下方向(Y方向)に対称である。   As shown in FIG. 1, the planar shape of the functional layer 10 is 180 degrees rotationally symmetric with respect to the center (centroid) O, and the vertical direction (Y direction) with respect to a line passing through the center O and extending in the X direction. ).

図1に示すように、中心OよりもY1側に第1の固定電極部11が設けられている。第1の固定電極部11では、中心Oに接近する位置に四角形の支持導通部12が一体に形成されている。図4および図5に示すように、支持導通部12は第1の絶縁層3aによって第1の基板1の表面1aに固定されている。第1の固定電極部11は、前記支持導通部12のみが前記第1の絶縁層3aによって第1の基板1の表面1aに固定されており、その他の部分は、第1の基板1との間の絶縁層が除去されて、第1の基板1の表面1aとの間に、第1の絶縁層3aの厚さに相当する間隔の隙間が形成されている。   As shown in FIG. 1, the first fixed electrode portion 11 is provided on the Y1 side from the center O. In the first fixed electrode portion 11, a rectangular support conducting portion 12 is integrally formed at a position approaching the center O. As shown in FIGS. 4 and 5, the support conductive portion 12 is fixed to the surface 1 a of the first substrate 1 by the first insulating layer 3 a. In the first fixed electrode portion 11, only the support conduction portion 12 is fixed to the surface 1 a of the first substrate 1 by the first insulating layer 3 a, and other portions are connected to the first substrate 1. The insulating layer between them is removed, and a gap with a distance corresponding to the thickness of the first insulating layer 3a is formed between the first substrate 1 and the surface 1a.

図1に示すように、第1の固定電極部11は、支持導通部12からY1方向に直線的に延びる一定の幅寸法の電極支持部11aを有している。電極支持部11aのX1側には、複数の対向電極11bが一体に形成されており、電極支持部11aのX2側には、複数の対向電極11cが一体に形成されている。図2には、一方の対向電極11cが示されている。複数の対向電極11cはいずれもX2方向へ直線的に延びており、Y方向の幅寸法は一定である。そして、複数の対向電極11cは、Y方向へ一定の間隔を空けて櫛歯状に配列している。X1側に延びる他方の対向電極11bと、X2方向に延びる前記対向電極11cは、中心Oを通ってY方向に延びる線に対して左右対称の形状である。   As shown in FIG. 1, the first fixed electrode portion 11 has an electrode support portion 11 a having a certain width dimension extending linearly from the support conducting portion 12 in the Y1 direction. A plurality of counter electrodes 11b are integrally formed on the X1 side of the electrode support portion 11a, and a plurality of counter electrodes 11c are integrally formed on the X2 side of the electrode support portion 11a. FIG. 2 shows one counter electrode 11c. Each of the plurality of counter electrodes 11c extends linearly in the X2 direction, and the width dimension in the Y direction is constant. The plurality of counter electrodes 11c are arranged in a comb-like shape with a certain interval in the Y direction. The other counter electrode 11b extending to the X1 side and the counter electrode 11c extending in the X2 direction have a bilaterally symmetric shape with respect to a line extending in the Y direction through the center O.

中心OよりもY2側には第2の固定電極部13が設けられている。第2の固定電極部13と前記第1の固定電極部11は、中心Oを通ってX方向に延びる線に対して上下方向(Y方向)へ対称形状である。すなわち、第2の固定電極部13は、中心Oに接近する位置に設けられた四角形の支持導通部14と、この支持導通部14からY2方向へ直線的に延びる一定の幅寸法の電極支持部13aを有している。電極支持部13aのX1側には、電極支持部13aから一体に延びる複数の対向電極13bが設けられ、電極支持部13aのX2側には、電極支持部13aから一体に延びる複数の対向電極13cが設けられている。   A second fixed electrode portion 13 is provided on the Y2 side from the center O. The second fixed electrode portion 13 and the first fixed electrode portion 11 are symmetrical in the vertical direction (Y direction) with respect to a line extending in the X direction through the center O. That is, the second fixed electrode portion 13 includes a rectangular support conducting portion 14 provided at a position approaching the center O, and an electrode support portion having a constant width dimension extending linearly from the support conducting portion 14 in the Y2 direction. 13a. A plurality of counter electrodes 13b extending integrally from the electrode support portion 13a are provided on the X1 side of the electrode support portion 13a, and a plurality of counter electrodes 13c extending integrally from the electrode support portion 13a are provided on the X2 side of the electrode support portion 13a. Is provided.

図3に示すように、対向電極13cはX2方向へ直線状に延び幅寸法が一定であり、且つY方向へ一定の間隔で互いに平行に形成されている。X1側の対向電極13bも同様に一定の幅寸法でX1方向へ直線的に延び、Y方向へ一定の間隔で平行に延びている。   As shown in FIG. 3, the counter electrode 13c extends linearly in the X2 direction, has a constant width dimension, and is formed in parallel with each other at a constant interval in the Y direction. Similarly, the counter electrode 13b on the X1 side also linearly extends in the X1 direction with a constant width dimension, and extends in parallel in the Y direction at constant intervals.

第2の固定電極部13も、支持導通部14のみが第1の絶縁層3aを介して第1の基板1の表面1aに固定されている。それ以外の部分である電極支持部13aおよび対向電極13b,13cは、第1の基板1の表面1aとの間の絶縁層が除去されており、電極支持部13aおよび対向電極13b,13cと、第1の基板1の表面1aとの間に、第1の絶縁層の厚さに相当する間隔の隙間が形成されている。   Also in the second fixed electrode portion 13, only the support conduction portion 14 is fixed to the surface 1a of the first substrate 1 through the first insulating layer 3a. The electrode support part 13a and the counter electrodes 13b and 13c, which are the other parts, have an insulating layer removed from the surface 1a of the first substrate 1, and the electrode support part 13a and the counter electrodes 13b and 13c, A gap having a distance corresponding to the thickness of the first insulating layer is formed between the first substrate 1 and the surface 1a.

図1に示す機能層10は、四角形の枠体層25の内側が可動領域であり、可動領域では、前記第1の固定電極部11と第2の固定電極部13を除く部分が可動電極部15となっている。可動電極部15は、同じシリコンウエハにおいて、前記第1の固定電極部11と第2の固定電極部13および枠体層25から分離されて形成されている。   The functional layer 10 shown in FIG. 1 has a movable region inside the rectangular frame layer 25, and in the movable region, a portion excluding the first fixed electrode portion 11 and the second fixed electrode portion 13 is a movable electrode portion. It is 15. The movable electrode portion 15 is formed separately from the first fixed electrode portion 11, the second fixed electrode portion 13, and the frame body layer 25 on the same silicon wafer.

図1に示すように、可動電極部15は、中心OよりもX1側に、Y1−Y2方向に延びる第1の支持腕部16を有しており、中心OのX1側に接近した位置に、第1の支持腕部16と一体に形成された四角形の支持導通部17が設けられている。可動電極部15は、中心OよりもX2側に、Y1−Y2方向に延びる第2の支持腕部18を有しており、中心OのX2側に接近した位置に、第2の支持腕部18と一体に形成された四角形の支持導通部19が設けられている。   As shown in FIG. 1, the movable electrode portion 15 has a first support arm portion 16 extending in the Y1-Y2 direction on the X1 side with respect to the center O, and at a position close to the X1 side of the center O. In addition, a rectangular support conducting portion 17 formed integrally with the first support arm portion 16 is provided. The movable electrode portion 15 has a second support arm portion 18 extending in the Y1-Y2 direction on the X2 side with respect to the center O, and the second support arm portion is positioned closer to the X2 side of the center O. A rectangular support conducting part 19 formed integrally with the reference numeral 18 is provided.

第1の支持腕部16と第2の支持腕部18とで挟まれた領域で、且つ第1の固定電極部11と第2の固定電極部13を除く部分が、錘部20となっている。錘部20のY1側の縁部は、弾性支持部21を介して第1の支持腕部16に支持されているとともに弾性支持部23を介して第2の支持腕部18に支持されている。錘部20のY1側の縁部は、弾性支持部22を介して第1の支持腕部16に支持されているとともに、弾性支持部24を介して第2の支持腕部18に支持されている。   The portion sandwiched between the first support arm portion 16 and the second support arm portion 18 and the portion excluding the first fixed electrode portion 11 and the second fixed electrode portion 13 is the weight portion 20. Yes. The edge portion on the Y1 side of the weight portion 20 is supported by the first support arm portion 16 via the elastic support portion 21 and supported by the second support arm portion 18 via the elastic support portion 23. . The edge portion on the Y1 side of the weight portion 20 is supported by the first support arm portion 16 via the elastic support portion 22 and supported by the second support arm portion 18 via the elastic support portion 24. Yes.

図1に示すように、中心OよりもY1側では、錘部20のX1側の縁部からX2側に延びる複数の可動対向電極20aが一体に形成されているとともに、錘部20のX2側の縁部からX1側に延びる複数の可動対向電極20bが一体に形成されている。図2に示すように、錘部20と一体に形成された可動対向電極20bは、第1の固定電極部11の対向電極11cのY2側の辺に対して静止時に距離δ1を介して対向している。同様に、X1側の可動対向電極20aも、第1の固定電極部11の対向電極11bのY2側の辺に対して静止時に距離δ1を介して対向している。   As shown in FIG. 1, on the Y1 side from the center O, a plurality of movable counter electrodes 20a extending from the X1 side edge of the weight portion 20 to the X2 side are integrally formed, and the X2 side of the weight portion 20 A plurality of movable counter electrodes 20b extending from the edge to the X1 side are integrally formed. As shown in FIG. 2, the movable counter electrode 20b formed integrally with the weight portion 20 is opposed to the side on the Y2 side of the counter electrode 11c of the first fixed electrode portion 11 via a distance δ1 when stationary. ing. Similarly, the movable counter electrode 20a on the X1 side is also opposed to the side on the Y2 side of the counter electrode 11b of the first fixed electrode portion 11 via a distance δ1 when stationary.

錘部20には、中心OよりもY2側において、X1側の縁部からX2方向に平行に延びる複数の可動対向電極20cが一体に形成されているとともに、X2側の縁部からX1方向に平行に延びる複数の可動対向電極20dが一体に形成されている。   The weight portion 20 is integrally formed with a plurality of movable counter electrodes 20c extending in parallel to the X2 direction from the edge portion on the X1 side on the Y2 side from the center O, and in the X1 direction from the edge portion on the X2 side. A plurality of movable counter electrodes 20d extending in parallel are integrally formed.

図3に示すように、可動対向電極20dは、第2の固定電極部13の対向電極13cのY1側の辺に対して静止時に距離δ2を介して対向している。これは、X1側の可動対向電極20cと対向電極13bとの間においても同じである。静止時の対向距離δ1とδ2は、同じ寸法となるように設計されている。   As shown in FIG. 3, the movable counter electrode 20d is opposed to the side on the Y1 side of the counter electrode 13c of the second fixed electrode portion 13 via a distance δ2 when stationary. This is the same between the movable counter electrode 20c on the X1 side and the counter electrode 13b. The opposing distances δ1 and δ2 at rest are designed to have the same dimensions.

図4に示すように、第1の支持腕部16に連続する支持導通部17と第1の基板1の表面1aとが第1の絶縁層3bを介して固定されており、第2の支持腕部18に連続する支持導通部19と第1の基板1の表面1aも第1の絶縁層3bを介して固定されている。可動電極部15は、支持導通部17と支持導通部19のみが前記第1の絶縁層3bによって第1の基板1に固定されており、それ以外の部分、すなわち第1の支持腕部16、第2の支持腕部18、錘部20、可動対向電極20a,20b,20c,20dおよび弾性支持部21,22,23,24は、第1の基板1の表面1aとの間の絶縁層が除去されており、これら各部と第1の基板1の表面1aとの間に第1の絶縁層3bの厚さ寸法に相当する間隔の隙間が形成されている。   As shown in FIG. 4, the support conduction portion 17 that is continuous with the first support arm portion 16 and the surface 1 a of the first substrate 1 are fixed via the first insulating layer 3 b, and the second support The support conduction part 19 continuing to the arm part 18 and the surface 1a of the first substrate 1 are also fixed via the first insulating layer 3b. In the movable electrode portion 15, only the support conduction portion 17 and the support conduction portion 19 are fixed to the first substrate 1 by the first insulating layer 3b, and other portions, that is, the first support arm portion 16, The second support arm portion 18, the weight portion 20, the movable counter electrodes 20 a, 20 b, 20 c, 20 d and the elastic support portions 21, 22, 23, 24 have an insulating layer between the surface 1 a of the first substrate 1. A gap having an interval corresponding to the thickness dimension of the first insulating layer 3b is formed between these portions and the surface 1a of the first substrate 1.

弾性支持部21,22,23,24は、シリコンウエハから切り出された薄い板バネ部でミアンダパターンとなるように形成されている。弾性支持部21,22,23,24が変形することで、錘部20がY1方向またはY2方向へ移動可能となっている。   The elastic support portions 21, 22, 23, and 24 are formed so as to form a meander pattern with thin plate spring portions cut out from the silicon wafer. As the elastic support portions 21, 22, 23, and 24 are deformed, the weight portion 20 is movable in the Y1 direction or the Y2 direction.

図1に示すように、枠体層25は、機能層10を形成するシリコンウエハを四角い枠状に切り出すことで形成されている。この枠体層25と第1の基板1の表面1aとの間には、第1の絶縁層3cが残されている。この第1の絶縁層3cは、可動電極部15の可動領域の外側の全周を囲むように設けられている。   As shown in FIG. 1, the frame layer 25 is formed by cutting a silicon wafer forming the functional layer 10 into a square frame shape. The first insulating layer 3 c is left between the frame layer 25 and the surface 1 a of the first substrate 1. The first insulating layer 3 c is provided so as to surround the entire outer periphery of the movable region of the movable electrode portion 15.

図4と図5に示す機能層10の製造方法は、絶縁層を介して2枚のシリコンウエハが接合されたSOI層を使用し、一方のシリコンウエハの表面に、第1の固定電極部11、第2の固定電極部13、可動電極部15および枠体層25を覆うレジスト層を形成し、レジスト層から露出している部分でシリコンウエハの一部を、高密度プラズマを使用した深堀RIEなどのイオンエッチング手段で除去し、第1の固定電極部11、第2の固定電極部13、可動電極部15および枠体層25を互いに分離させる。   The manufacturing method of the functional layer 10 shown in FIGS. 4 and 5 uses an SOI layer in which two silicon wafers are bonded via an insulating layer, and the first fixed electrode portion 11 is formed on the surface of one silicon wafer. A resist layer is formed to cover the second fixed electrode portion 13, the movable electrode portion 15, and the frame layer 25, and a portion of the silicon wafer is exposed at a portion exposed from the resist layer. The first fixed electrode part 11, the second fixed electrode part 13, the movable electrode part 15 and the frame body layer 25 are separated from each other by ion etching means.

このとき、支持導通部12,14,17,19および枠体層25を除く全ての領域に、前記深堀RIEによって、多数の微細孔を形成しておく。図2と図3には、対向電極11cに形成された微細孔11d、対向電極13cに形成された微細孔13d、および錘部20に形成された微細孔20eが図示されている。   At this time, a large number of fine holes are formed by the deep RIE in all regions except the support conductive portions 12, 14, 17, 19 and the frame layer 25. 2 and FIG. 3 illustrate a minute hole 11d formed in the counter electrode 11c, a minute hole 13d formed in the counter electrode 13c, and a minute hole 20e formed in the weight portion 20.

深堀RIEなどによってシリコンウエハをエッチング加工した後に、シリコンを溶解せずに絶縁層のSiO2層を溶解できる選択性の等方性エッチング処理を行う。このときエッチングガスまたはエッチング液は、シリコンウエハの前記各部を分離した溝内に浸透し、さらに前記微細孔11d,13d,20e内に浸透して、絶縁層が除去される。 After etching the silicon wafer by Fukahori RIE or the like, a selective isotropic etching process that can dissolve the SiO 2 layer of the insulating layer without dissolving the silicon is performed. At this time, the etching gas or the etchant penetrates into the grooves separating the respective parts of the silicon wafer, and further penetrates into the fine holes 11d, 13d, and 20e, and the insulating layer is removed.

その結果、支持導通部12,14,17,19および枠体層25と、第1の基板1の表面1aとの間のみ、第1の絶縁層3a,3b,3cが残され、それ以外の部分で絶縁層が除去される。   As a result, the first insulating layers 3a, 3b, 3c are left only between the support conductive portions 12, 14, 17, 19, and the frame layer 25 and the surface 1a of the first substrate 1, and the other portions The insulating layer is removed at the portion.

SOI層を使用して加工した第1の基板1は、厚さ寸法が0.2〜0.7mm程度、機能層10の厚さ寸法は10〜30μm程度、第1の絶縁層3a,3b,3cの厚さは1〜3μm程度である。   The first substrate 1 processed using the SOI layer has a thickness dimension of about 0.2 to 0.7 mm, the functional layer 10 has a thickness dimension of about 10 to 30 μm, and the first insulating layers 3a, 3b, The thickness of 3c is about 1 to 3 μm.

第2の基板2は、厚さ寸法が0.2〜0.7mm程度の単層のシリコンウエハで形成される。   The second substrate 2 is formed of a single layer silicon wafer having a thickness dimension of about 0.2 to 0.7 mm.

図4と図5に示すように、第2の基板2の表面2aはエッチングによって凹凸に形成されている。前記表面2aには、第1の固定電極部11の支持導通部12に対向する凸部4aおよび第2の固定電極部13の支持導通部14に対向する凸部4aが形成され、また、可動電極部15のそれぞれの支持導通部17,19に対向する凸部4bが形成されている。さらに前記表面2aには、可動電極部15の可動領域の外周を囲むように四角形の枠形状の凸部4cが形成されている。この凸部4cは、前記枠体層25に対向している。   As shown in FIGS. 4 and 5, the surface 2a of the second substrate 2 is formed to be uneven by etching. On the surface 2a, a convex portion 4a facing the support conducting portion 12 of the first fixed electrode portion 11 and a convex portion 4a facing the support conducting portion 14 of the second fixed electrode portion 13 are formed and movable. Protrusions 4 b that face the support conduction portions 17 and 19 of the electrode portion 15 are formed. Furthermore, a quadrangular frame-shaped convex portion 4 c is formed on the surface 2 a so as to surround the outer periphery of the movable region of the movable electrode portion 15. The convex portion 4 c faces the frame body layer 25.

第2の基板2の表面2aには、少なくとも可動電極部15の可動部である錘部20および可動対向電極20a,20b,20cに対向する領域に凹部5が形成されている。全ての凸部4a,4b,4cの表面は同一平面上に位置している。   On the surface 2 a of the second substrate 2, a recess 5 is formed in a region facing at least the weight portion 20 that is the movable portion of the movable electrode portion 15 and the movable counter electrodes 20 a, 20 b, 20 c. The surfaces of all the convex portions 4a, 4b, 4c are located on the same plane.

第2の基板2の表面2aに第2の絶縁層30が形成されている。第2の絶縁層30は、SiO2、SiNまたはAl23などの無機絶縁層であり、スパッタ工程またはCVD工程で形成される。無機絶縁層としては、シリコンウエハとの熱膨張係数の差が、接続電極部を構成する導電性金属とシリコンウエハの熱膨張係数の差よりも小さい材料が選択される。好ましくは、シリコンウエハとの熱膨張係数の差が比較的小さいSiO2またはSiNが使用される。 A second insulating layer 30 is formed on the surface 2 a of the second substrate 2. The second insulating layer 30 is an inorganic insulating layer such as SiO 2 , SiN or Al 2 O 3 and is formed by a sputtering process or a CVD process. As the inorganic insulating layer, a material is selected whose difference in thermal expansion coefficient from the silicon wafer is smaller than the difference in thermal expansion coefficient between the conductive metal constituting the connection electrode portion and the silicon wafer. Preferably, SiO 2 or SiN having a relatively small difference in thermal expansion coefficient from the silicon wafer is used.

第2の絶縁層30は一定の厚みで凸部4a,4b,4cと凹部5に倣うように形成される。その結果、第2の基板2の凸部4a,4b,4cを覆う部分で、第2の絶縁層30の表面に凸部37a,37b,37cが形成される。凸部37aは、第1の固定電極部11の支持導通部12と第2の固定電極部13の支持導通部14に個別に対向し、凸部37bは、可動電極部15の支持導通部17,19に個別に対向する。また、凸部4cは、枠体層25に対向して可動電極部15の可動領域の周囲全周を囲むように形成される。   The second insulating layer 30 is formed with a constant thickness so as to follow the protrusions 4 a, 4 b, 4 c and the recess 5. As a result, the convex portions 37a, 37b, and 37c are formed on the surface of the second insulating layer 30 at the portions that cover the convex portions 4a, 4b, and 4c of the second substrate 2. The convex portion 37 a individually faces the support conductive portion 12 of the first fixed electrode portion 11 and the support conductive portion 14 of the second fixed electrode portion 13, and the convex portion 37 b is the support conductive portion 17 of the movable electrode portion 15. , 19 individually. Further, the convex portion 4 c is formed so as to face the frame body layer 25 and surround the entire circumference of the movable region of the movable electrode portion 15.

第2の絶縁層30の表面には、前記凹部5を覆う部分に凹部38が形成される。この凹部38は、少なくとも可動電極部15の可動部である錘部20と可動対向電極20a,20b,20cに対向している。   On the surface of the second insulating layer 30, a recess 38 is formed in a portion covering the recess 5. The concave portion 38 is opposed to at least the weight portion 20 that is the movable portion of the movable electrode portion 15 and the movable counter electrodes 20a, 20b, and 20c.

図4と図5に示すように、第2の絶縁層30の凸部37aの表面に、第1の固定電極部11の支持導通部12および第2の固定電極部13の支持導通部14にそれぞれ対面する接続電極部31が形成される。また、第2の絶縁層30の凸部37bの表面に、可動電極部15の支持導通部17と支持導通部19のそれぞれに対面する接続電極部32が形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, on the surface of the convex portion 37 a of the second insulating layer 30, the support conduction portion 12 of the first fixed electrode portion 11 and the support conduction portion 14 of the second fixed electrode portion 13. Connection electrode portions 31 that face each other are formed. In addition, a connection electrode portion 32 facing each of the support conducting portion 17 and the support conducting portion 19 of the movable electrode portion 15 is formed on the surface of the convex portion 37 b of the second insulating layer 30.

さらに、第2の絶縁層30の凸部37cの表面に、前記枠体層25の表面に対向するシール電極部33が形成されている。このシール電極部33は、前記接続電極部31,32と同じ導電性金属材料によって形成されている。シール電極部33は、枠体層25に対面して四角形の枠形状に形成されており、可動電極部15の可動領域の周囲全周を囲むように形成されている。接続電極部31,32およびシール電極部33はアルミニウム(Al)で形成されている。   Further, a seal electrode portion 33 is formed on the surface of the convex portion 37 c of the second insulating layer 30 so as to face the surface of the frame body layer 25. The seal electrode portion 33 is formed of the same conductive metal material as the connection electrode portions 31 and 32. The seal electrode portion 33 is formed in a rectangular frame shape so as to face the frame body layer 25, and is formed so as to surround the entire periphery of the movable region of the movable electrode portion 15. The connection electrode portions 31 and 32 and the seal electrode portion 33 are made of aluminum (Al).

第2の絶縁層30の内部には、一方の接続電極部31に導通するリード層34と、他方の接続電極部32に導通するリード層35が設けられている。リード層34,35はアルミニウムで形成されている。複数のリード層34,35は、それぞれの接続電極部31,32に個別に導通している。そして、それぞれのリード層34,35は、第2の絶縁層30の内部を通過し、シール電極部33と接触することなく、シール電極部33が形成されている部分を横断して、シール電極部33で囲まれている領域の外側へ延びている。第2の基板2には、前記領域の外側において、それぞれのリード層34,35に導通する接続パッド36が設けられている。接続パッド36は、低抵抗で酸化しにくい導電性材料であるアルミニウムや金などで形成されている。   Inside the second insulating layer 30, a lead layer 34 that conducts to one connection electrode portion 31 and a lead layer 35 that conducts to the other connection electrode portion 32 are provided. The lead layers 34 and 35 are made of aluminum. The plurality of lead layers 34 and 35 are individually connected to the connection electrode portions 31 and 32, respectively. Each lead layer 34, 35 passes through the inside of the second insulating layer 30 and crosses the portion where the seal electrode portion 33 is formed without contacting the seal electrode portion 33, so that the seal electrode It extends outside the area surrounded by the portion 33. The second substrate 2 is provided with connection pads 36 that are electrically connected to the lead layers 34 and 35 outside the region. The connection pad 36 is made of aluminum, gold, or the like, which is a conductive material that is low resistance and hardly oxidizes.

第2の絶縁層30は一定の厚さ寸法で形成され、リード層34,35がこの第2の絶縁層30の内部で引き回されているため、リード層34,35と第2の基板2との間の電気的な絶縁を十分に確保できる。また、リード層34,35が機能層10側に不用意に露出することも生じにくい。   Since the second insulating layer 30 is formed with a certain thickness dimension, and the lead layers 34 and 35 are routed inside the second insulating layer 30, the lead layers 34 and 35 and the second substrate 2 are arranged. Sufficient electrical insulation can be secured. In addition, the lead layers 34 and 35 are not easily exposed to the functional layer 10 side.

前記第2の絶縁層30の形成方法は、第2の基板2の表面2aにエッチング工程で凸部4a,4b,4cと凹部5を形成した後に、その上に無機絶縁層を一定の厚さでスパッタ工程またはCVD工程で形成する。次に、その表面にリード層34,35をスパッタなどで形成し、さらにリード層34,35を覆うように無機絶縁層をスパッタ工程やCVD工程で形成する。   The second insulating layer 30 is formed by forming the protrusions 4a, 4b, 4c and the recess 5 on the surface 2a of the second substrate 2 by an etching process, and then forming an inorganic insulating layer on the surface with a certain thickness. And formed by a sputtering process or a CVD process. Next, lead layers 34 and 35 are formed on the surface by sputtering or the like, and an inorganic insulating layer is formed by a sputtering process or a CVD process so as to cover the lead layers 34 and 35.

図5に示すように、機能層10の支持導通部12,14の表面には、それぞれ前記接続電極部31に対面する接続金属層41が形成され、支持導通部17,19の表面には、それぞれの接続電極部32に対面する接続金属層42がスパッタ工程で形成される。さらに、枠体層25の表面には、シール電極部33に対面するシール金属層43が形成される。シール金属層43は、接続金属層41,42と同じ金属材料で同時に形成される。   As shown in FIG. 5, a connection metal layer 41 facing the connection electrode portion 31 is formed on the surfaces of the support conductive portions 12 and 14 of the functional layer 10, and on the surfaces of the support conductive portions 17 and 19, A connection metal layer 42 facing each connection electrode portion 32 is formed by a sputtering process. Further, a seal metal layer 43 facing the seal electrode portion 33 is formed on the surface of the frame body layer 25. The seal metal layer 43 is simultaneously formed of the same metal material as the connection metal layers 41 and 42.

接続金属層41,42とシール金属層43は、接続電極部31,32およびシール電極部33を形成するアルミニウムと共晶接合または拡散接合しやすい金属材料であるゲルマニウムで形成されている。   The connection metal layers 41 and 42 and the seal metal layer 43 are made of germanium, which is a metal material that is easily eutectic bonded or diffusion bonded to aluminum forming the connection electrode portions 31 and 32 and the seal electrode portion 33.

図4に示すように、第1の基板1と第2の基板2を、表面1a,2aが対向するように重ね、接続電極部31と接続金属層41とを対面させ、接続電極部32と接続金属層42とを対面させ、さらにシール電極部33とシール金属層43とを対面させる。そして、加熱しながら第1の基板1と第2の基板2とを弱い力で加圧する。これにより、接続電極部31と接続金属層41とが共晶接合し、接続電極部32と接続金属層42とが共晶接合する。または拡散接合する。接続電極部31,32と接続金属層41,42との共晶接合または拡散接合により、支持導通部12,14,17,19が第1の絶縁層3a,3bと第2の絶縁層30との間で動かないように挟持されるとともに、接続電極部31,31と支持導通部12,14とが個別に導通し、接続電極部32,32と支持導通部17,19とが個別に導通する。   As shown in FIG. 4, the first substrate 1 and the second substrate 2 are overlapped so that the surfaces 1a and 2a face each other, the connection electrode portion 31 and the connection metal layer 41 face each other, and the connection electrode portion 32 and The connection metal layer 42 is made to face, and the seal electrode part 33 and the seal metal layer 43 are made to face each other. And the 1st board | substrate 1 and the 2nd board | substrate 2 are pressurized with a weak force, heating. As a result, the connection electrode portion 31 and the connection metal layer 41 are eutectic bonded, and the connection electrode portion 32 and the connection metal layer 42 are eutectic bonded. Or diffusion bonding. By means of eutectic bonding or diffusion bonding between the connection electrode portions 31 and 32 and the connection metal layers 41 and 42, the support conductive portions 12, 14, 17 and 19 are connected to the first insulating layers 3 a and 3 b and the second insulating layer 30. The connection electrode portions 31 and 31 and the support conduction portions 12 and 14 are individually conducted, and the connection electrode portions 32 and 32 and the support conduction portions 17 and 19 are individually conducted. To do.

同時に、シール電極部33とシール金属層43とが共晶接合または拡散接合する。この接合により、枠体層25と第2の絶縁層30とが強固に固定されるとともに、可動電極部15の可動領域の周囲全周を囲む金属シール層45が形成される。   At the same time, the seal electrode portion 33 and the seal metal layer 43 are eutectic bonded or diffusion bonded. By this bonding, the frame layer 25 and the second insulating layer 30 are firmly fixed, and a metal seal layer 45 surrounding the entire periphery of the movable region of the movable electrode portion 15 is formed.

このMEMSセンサは、2枚のシリコンウエハが絶縁層を介して接合されたSOI層と他の1枚のシリコンウエハとを重ねた構造であるため、全体に薄型である。また、第1の固定電極部11の支持導通部12、第2の固定電極部13の支持導通部14、および可動電極部15の支持導通部17,19が、第1の絶縁層3a,3bと第2の絶縁層30とで挟まれて固定される構造であるため、支持導通部12,14,17,19が安定して支持固定される。   Since this MEMS sensor has a structure in which an SOI layer in which two silicon wafers are bonded via an insulating layer and another silicon wafer are stacked, the MEMS sensor is thin overall. Further, the support conduction portion 12 of the first fixed electrode portion 11, the support conduction portion 14 of the second fixed electrode portion 13, and the support conduction portions 17 and 19 of the movable electrode portion 15 are formed by the first insulating layers 3a and 3b. And the second insulating layer 30, the support conduction portions 12, 14, 17, and 19 are stably supported and fixed.

支持導通部12,14,17,19と第2の絶縁層30が、接続電極部31,32と接続金属層41,42との共晶接合または拡散接合で接合されているが、この接合層は薄く且つ面積が小さく、しかも支持導通部12,14,17,19と第1の基板1とが無機絶縁材料の第1の絶縁層3a,3bを介して接合されている。そのため、周囲温度が高くなったとしても、接合層の熱応力が支持導通部12,14,17,19の支持構造に影響を与えにくく、熱応力による固定電極部11,13や可動電極部15の歪みなどが発生しにくい。   The support conductive portions 12, 14, 17, 19 and the second insulating layer 30 are bonded by eutectic bonding or diffusion bonding of the connection electrode portions 31, 32 and the connection metal layers 41, 42. Is thin and has a small area, and the support conductive portions 12, 14, 17, 19 and the first substrate 1 are joined via the first insulating layers 3a and 3b made of an inorganic insulating material. Therefore, even if the ambient temperature becomes high, the thermal stress of the bonding layer hardly affects the support structure of the support conductive portions 12, 14, 17, and 19, and the fixed electrode portions 11 and 13 and the movable electrode portion 15 due to the thermal stress. It is hard to generate distortion.

同様に、可動電極部15の可動領域の周囲を囲む金属シール層45は、枠体層25と第2の絶縁層30との間で薄く形成された接合層であり、枠体層25が十分な厚み寸法を有しているため、金属シール層45の熱応力によって、第1の基板1と第2の基板2の歪みなどが発生しにくい。   Similarly, the metal seal layer 45 surrounding the movable region of the movable electrode portion 15 is a thin bonding layer formed between the frame body layer 25 and the second insulating layer 30, and the frame body layer 25 is sufficient. Therefore, the first substrate 1 and the second substrate 2 are less likely to be distorted by the thermal stress of the metal seal layer 45.

このMEMSセンサは、第1の基板1と第2の基板2の厚さ寸法、および機能層10の厚さ寸法、さらに第2の絶縁層30の厚さ寸法によって、全体の厚さ寸法がほぼ決められる。それぞれの層の厚さ寸法は、高精度に管理できるため、厚さのばらつきが生じにくくなる。しかも、第2の絶縁層30には、可動電極部15の可動領域に対向する凹部38が形成されているため、全体が薄型であっても、可動電極部15に厚さ方向の移動余裕(マージン)を与えることができ、外部から厚さ方向への大きな加速度が作用しても、錘部20および可動対向電極20a,20b,20c,20dが第2の絶縁層30に当たりにくく、誤動作を生じにくい。   This MEMS sensor has an overall thickness dimension of almost the same depending on the thickness dimension of the first substrate 1 and the second substrate 2, the thickness dimension of the functional layer 10, and the thickness dimension of the second insulating layer 30. It is decided. Since the thickness dimension of each layer can be managed with high accuracy, variations in thickness are less likely to occur. Moreover, since the recess 38 is formed in the second insulating layer 30 so as to face the movable region of the movable electrode portion 15, even if the whole is thin, the movable electrode portion 15 has a movement margin in the thickness direction ( Even if a large acceleration in the thickness direction is applied from the outside, the weight portion 20 and the movable counter electrodes 20a, 20b, 20c, and 20d are difficult to hit the second insulating layer 30 and cause a malfunction. Hateful.

また、第2の絶縁層30は一体の厚さで形成されているため、その内部に配線されたリード層34,35と第2の基板2との電気的な絶縁を十分に確保でき、リード層34,35が第2の絶縁層30の表面に露出されることも生じにくい。   In addition, since the second insulating layer 30 is formed with an integral thickness, the electrical insulation between the lead layers 34 and 35 wired therein and the second substrate 2 can be sufficiently ensured, and the leads It is difficult for the layers 34 and 35 to be exposed on the surface of the second insulating layer 30.

このMEMSセンサは、Y1方向またはY2方向の加速度を検知する加速度センサとして使用することができる。例えば、MEMSセンサにY1方向への加速度が作用すると、その反作用により可動電極部15の錘部20がY2方向へ移動する。このとき、図2に示す、可動対向電極20bと固定側の対向電極11cとの対向距離δ1が広がって、可動対向電極20bと対向電極11cとの間の静電容量が低下する。同時に、図3に示す、可動対向電極20dと対向電極13cとの対向距離δ2が狭くなって、可動対向電極20bと対向電極13cとの間の静電容量が増大する。   This MEMS sensor can be used as an acceleration sensor that detects acceleration in the Y1 direction or the Y2 direction. For example, when acceleration in the Y1 direction acts on the MEMS sensor, the weight portion 20 of the movable electrode portion 15 moves in the Y2 direction due to the reaction. At this time, the facing distance δ1 between the movable counter electrode 20b and the fixed counter electrode 11c shown in FIG. 2 increases, and the capacitance between the movable counter electrode 20b and the counter electrode 11c decreases. At the same time, the facing distance δ2 between the movable counter electrode 20d and the counter electrode 13c shown in FIG. 3 becomes narrow, and the capacitance between the movable counter electrode 20b and the counter electrode 13c increases.

静電容量の減少と増大を電気回路で検出し、対向距離δ1の増大による出力の変化と対向距離δ2の減小による出力の変化との差を求めることにより、Y1方向へ作用した加速度の変化や加速度の大きさを検知することができる。   A change in acceleration acting in the Y1 direction is detected by detecting a decrease and an increase in capacitance with an electric circuit and obtaining a difference between an output change due to an increase in the facing distance δ1 and an output change due to a decrease in the facing distance δ2. And the magnitude of acceleration can be detected.

なお、本発明は、可動電極部15の錘部20が、X−Y平面と直交する向きの加速度に反応して厚さ方向へ移動して、固定電極部11,13の対向電極11b,11c,13b,13cと、可動電極部15の可動対向電極20a,20b,20cとの対向状態が、可動電極部15の厚さ方向へずれて、対向面積が変化し、このときの可動対向電極と対向電極との間の静電容量の変化を検知するものであってもよい。   In the present invention, the weight portion 20 of the movable electrode portion 15 moves in the thickness direction in response to the acceleration in the direction orthogonal to the XY plane, and the counter electrodes 11b, 11c of the fixed electrode portions 11, 13 are moved. , 13b, 13c and the movable counter electrode 20a, 20b, 20c in the movable electrode portion 15 are opposed to each other in the thickness direction of the movable electrode portion 15 to change the facing area. You may detect the change of the electrostatic capacitance between counter electrodes.

図6(A)(B)は本発明のさらに好ましい実施の形態のMEMSセンサを示すものであり、図4のVI部の拡大断面図に相当している。   6A and 6B show a MEMS sensor according to a further preferred embodiment of the present invention, which corresponds to an enlarged cross-sectional view of a portion VI in FIG.

図6(A)に示す実施の形態では、可動電極部15の支持導通部17の表面に、接続金属層42と接続電極部32との接合部を囲むように溝51が形成されている。溝51は接合部の周囲全長を連続して囲むように形成されていてもよいし、または、接合部を囲むように間隔を空けて複数に分割されて形成されていてもよい。   In the embodiment shown in FIG. 6A, a groove 51 is formed on the surface of the support conductive portion 17 of the movable electrode portion 15 so as to surround the joint portion between the connection metal layer 42 and the connection electrode portion 32. The groove 51 may be formed so as to continuously surround the entire peripheral length of the joint portion, or may be formed by being divided into a plurality at intervals so as to surround the joint portion.

図6(B)に示す実施の形態では、可動電極部15の支持導通部17の表面に、接続金属層42と接続電極部32との接合部を囲む溝52が形成されている。この溝52は接合部の周囲に連続して形成されており、接合金属層42の一部が溝52の内部まで形成されている。   In the embodiment shown in FIG. 6B, a groove 52 is formed on the surface of the support conductive portion 17 of the movable electrode portion 15 so as to surround the joint portion between the connection metal layer 42 and the connection electrode portion 32. The groove 52 is continuously formed around the joint, and a part of the joint metal layer 42 is formed up to the inside of the groove 52.

図6(A)(B)に示す実施の形態では、接続電極部32と接続金属層42の共晶接合または拡散接合の際に、溶融金属が溝51,52で堰き止められ、可動電極部15の錘部20の可動領域や、図2と図3に示す電極対向部に流れ出るのをさらに確実に防止できる。   In the embodiment shown in FIGS. 6A and 6B, the molten metal is blocked by the grooves 51 and 52 during the eutectic bonding or diffusion bonding of the connection electrode portion 32 and the connection metal layer 42, and the movable electrode portion It is possible to more reliably prevent the fluid from flowing to the movable region of the 15 weight portions 20 and the electrode facing portions shown in FIGS.

なお、前記実施の形態では、接続電極部31,32およびシール電極部33がアルミニウムで、接続金属層41,42およびシール金属層43がゲルマニウムであるが、共晶接合または拡散接合が可能な金属の組み合わせとしては、アルミニウム−亜鉛、金−シリコン、金−インジウム、金−ゲルマニウム、金−錫などがある。これら金属の組み合わせにより、それぞれの金属の融点以下の温度である450℃以下の比較的低い温度で接合を行うことが可能になる。   In the above-described embodiment, the connection electrode portions 31 and 32 and the seal electrode portion 33 are aluminum, and the connection metal layers 41 and 42 and the seal metal layer 43 are germanium, but a metal capable of eutectic bonding or diffusion bonding. Examples of the combination include aluminum-zinc, gold-silicon, gold-indium, gold-germanium, and gold-tin. By combining these metals, it becomes possible to perform bonding at a relatively low temperature of 450 ° C. or lower, which is a temperature lower than the melting point of each metal.

図7は、参考例のMEMSセンサを示す断面図である。
このMEMSセンサは、第2の基板2の代わりにICパッケージ100が使用されている。ICパッケージ100内には、対向電極と可動対向電極との静電容量の変化を検出する検出回路などが内蔵されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a MEMS sensor of a reference example .
In this MEMS sensor, an IC package 100 is used instead of the second substrate 2. The IC package 100 includes a detection circuit that detects a change in capacitance between the counter electrode and the movable counter electrode.

ICパッケージ100の上面101に凸部と凹部が形成され、その上に第2の絶縁層30が一定の厚さで形成されている。第2の絶縁層30が前記上面101の凸部と凹部に倣って形成されるために、第2の絶縁層30の表面に、凸部37a,37b,37cと凹部38が形成されている。そして、前記凸部37a,37b,37cの表面に、接続電極部31,32およびシール電極部33が形成されている。接続電極部31,32は、第2の絶縁層30を貫通するスルーホールなどの接続層134,135を介して、ICパッケージ100の上面101に現れている電極パッドなどに導通し、ICパッケージ100内の電気回路に接続されている。   A convex portion and a concave portion are formed on the upper surface 101 of the IC package 100, and the second insulating layer 30 is formed thereon with a constant thickness. Since the second insulating layer 30 is formed following the convex portions and concave portions of the upper surface 101, convex portions 37 a, 37 b, 37 c and concave portions 38 are formed on the surface of the second insulating layer 30. And the connection electrode parts 31 and 32 and the seal electrode part 33 are formed in the surface of the said convex parts 37a, 37b, 37c. The connection electrode portions 31 and 32 are electrically connected to electrode pads or the like appearing on the upper surface 101 of the IC package 100 through connection layers 134 and 135 such as through holes penetrating the second insulating layer 30, and the IC package 100. It is connected to the electrical circuit inside.

図7に示すMEMSセンサも、機能層10が、第1の基板1と第2の絶縁層30との間に配置され、第2の絶縁層30は厚さ寸法を管理して形成することができるので、ICパッケージ100の上面101から大きく突出することなく、且つ機能層10を安定して保持できる。   Also in the MEMS sensor shown in FIG. 7, the functional layer 10 is disposed between the first substrate 1 and the second insulating layer 30, and the second insulating layer 30 is formed by managing the thickness dimension. Therefore, the functional layer 10 can be stably held without protruding significantly from the upper surface 101 of the IC package 100.

図8は、接続電極部31,32あるいは接合層の厚さ寸法の最適値を求めるためのシミュレーションモデルを示している。第1の基板101と固定電極部116および第1の絶縁層103はSOI層から加工したものを想定しており、第1の基板101と固定電極部116はシリコンウエハ、第1の絶縁層103はSiO2である。第2の基板102もシリコンウエハであり、第2の絶縁層130もSiO2である。このシミュレーションでは、接合層132をアルミニウムの単層として熱応力について演算した。 FIG. 8 shows a simulation model for obtaining the optimum value of the thickness dimension of the connection electrode portions 31 and 32 or the bonding layer. The first substrate 101, the fixed electrode portion 116, and the first insulating layer 103 are assumed to be processed from an SOI layer. The first substrate 101 and the fixed electrode portion 116 are a silicon wafer, and the first insulating layer 103. Is SiO 2 . The second substrate 102 is also a silicon wafer, and the second insulating layer 130 is also SiO 2 . In this simulation, the thermal stress was calculated with the bonding layer 132 as a single layer of aluminum.

計算に使用した物性値は以下の通りである。
ヤング率(N/m2):Siを1.50E+11、SiO2を7.20E+10、Alを7.03E+10とした。
ポアッソン比(−):Siを0.17、SiO2を0.25、Alを0.35とした。
The physical property values used for the calculation are as follows.
Young's modulus (N / m 2 ): Si was 1.50E + 11, SiO 2 was 7.20E + 10, and Al was 7.03E + 10.
Poisson's ratio (-): Si was 0.17, SiO 2 was 0.25, and Al was 0.35.

熱膨張係数(/kelvin):Siを2.60E−06、SiO2を5.60E−07、Alを2.33E−05とした。 Thermal expansion coefficient (/ kelvin): Si was 2.60E-06, SiO 2 was 5.60E-07, and Al was 2.33E-05.

また、第1の絶縁層103の長さ寸法L1を70μm、固定電極部116の全長寸法を350μmとした。   In addition, the length dimension L1 of the first insulating layer 103 is 70 μm, and the total length dimension of the fixed electrode portion 116 is 350 μm.

厚みは、第1の基板101と第2の基板102を100μm、第1の絶縁層103を1.5μm、固定電極部116を20μm、第2の絶縁層130を3μmとした。   The thicknesses of the first substrate 101 and the second substrate 102 were 100 μm, the first insulating layer 103 was 1.5 μm, the fixed electrode portion 116 was 20 μm, and the second insulating layer 130 was 3 μm.

接合層132の長さ寸法W0を20μmとし、接合層132の厚み寸法T0を0.5μmから10μmの間で変化させた。それぞれについて、75℃に加熱したときの接合層132の熱応力による固定電極部116の下部先端部P1と上部先端部P2のδ方向への変位量を計算した。   The length dimension W0 of the bonding layer 132 was 20 μm, and the thickness dimension T0 of the bonding layer 132 was changed between 0.5 μm and 10 μm. About each, the displacement amount to the (delta) direction of the lower front-end | tip part P1 and the upper front-end | tip part P2 of the fixed electrode part 116 by the thermal stress of the joining layer 132 when heated at 75 degreeC was calculated.

図9は、横軸に接合層132の厚みT0を単位(μm)で示し、縦軸にP1とP2の変位量を単位(nm)で示している。なお、図9では、下部先端部P1を「頂点1」とし、上部先端部P2を「頂点2」と記載している。   In FIG. 9, the horizontal axis indicates the thickness T0 of the bonding layer 132 in units (μm), and the vertical axis indicates the displacement amounts of P1 and P2 in units (nm). In FIG. 9, the lower tip portion P <b> 1 is described as “vertex 1”, and the upper tip portion P <b> 2 is described as “vertex 2”.

図9の結果から、接合層132の厚みW0は4μm以下であることが好ましく1μm以下であることがさらに好ましい。   9, the thickness W0 of the bonding layer 132 is preferably 4 μm or less, and more preferably 1 μm or less.

すなわち、前記実施の形態では、接続電極部31,32の厚さ寸法、あるいは接合層全体の厚さ寸法が4μm以下が好ましく、さらには1μm以下が好ましい。   That is, in the embodiment, the thickness dimension of the connection electrode portions 31 and 32 or the thickness dimension of the entire bonding layer is preferably 4 μm or less, and more preferably 1 μm or less.

本発明の実施の形態のMEMSセンサの可動電極部と固定電極部および枠体層の分離パターンを示す平面図、The top view which shows the separation pattern of the movable electrode part of the MEMS sensor of embodiment of this invention, a fixed electrode part, and a frame body layer, 図1のII矢視部の拡大平面図、FIG. 図1のIII矢視部の拡大平面図、FIG. MEMSセンサの積層構造を示す断面図であり、図1のIV−IV線での断面図に相当している、It is sectional drawing which shows the laminated structure of a MEMS sensor, and is equivalent to sectional drawing in the IV-IV line of FIG. MEMSセンサの製造方法を示す断面図、Sectional drawing which shows the manufacturing method of a MEMS sensor, (A)(B)は、図4のVI矢視部の構造の詳細を実施の形態別に示す拡大断面図、(A) (B) is the expanded sectional view which shows the detail of the structure of the VI arrow part of FIG. 4 according to embodiment, 第2の基板の代わりにICパッケージを使用した参考例を示す断面図、Sectional drawing which shows the reference example which used IC package instead of the 2nd board | substrate, 接続電極部または接合層の厚さの最適値を求めるためのシミュレーションモデルの説明図、An explanatory diagram of a simulation model for obtaining the optimum value of the thickness of the connection electrode part or the bonding layer, シミュレーション結果を示す線図、Diagram showing simulation results,

符号の説明Explanation of symbols

1 第1の基板
2 第2の基板
3a,3b,3c 第1の絶縁層
4a,4b,4c 凸部
5 凹部
10 機能層
11 第1の固定電極部
12 支持導通部
11b,11c 対向電極
13 第2の固定電極部
14 支持導通部
13b,13c 対向電極
15 可動電極部
16 第1の支持腕部
17 支持導通部
18 第2の支持腕部
19 支持導通部
20 錘部
20a,20b,20c,20d 可動対向電極
21,22,23,24 弾性支持部
25 枠体層
30 第2の絶縁層
31,32 接続電極部
33 シール電極部
37a,37b,37b 凸部
38 凹部
41,42 接続金属層
43 シール金属層
45 金属シール層
100 ICパッケージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st board | substrate 2 2nd board | substrate 3a, 3b, 3c 1st insulating layer 4a, 4b, 4c Convex part 5 Concave part 10 Functional layer 11 1st fixed electrode part 12 Support conduction | electrical_connection part 11b, 11c Counter electrode 13 1st 2 fixed electrode parts 14 support conduction parts 13b, 13c counter electrode 15 movable electrode part 16 first support arm part 17 support conduction part 18 second support arm part 19 support conduction part 20 weight parts 20a, 20b, 20c, 20d Movable counter electrode 21, 22, 23, 24 Elastic support portion 25 Frame layer 30 Second insulating layer 31, 32 Connection electrode portion 33 Seal electrode portion 37 a, 37 b, 37 b Protrusion portion 38 Recess portion 41, 42 Connection metal layer 43 Seal Metal layer 45 Metal seal layer 100 IC package

Claims (5)

第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置された可動電極部および固定電極部とを有するMEMSセンサにおいて、
前記第1の基板の表面に、前記可動電極部および前記固定電極部のそれぞれの支持導通部と、前記可動電極部と前記固定電極部を囲む枠体層とが、第1の絶縁層を介して固定され、
前記第2の基板の表面に凸部と凹部が形成され、前記凸部と前記凹部の上に第2の絶縁層が形成されて、前記第2の絶縁層の表面に、前記第2の基板の前記凸部および前記凹部に倣う凸部および凹部が形成されており、
前記第2の絶縁層の前記凸部の表面に、厚さが0μmよりも大きく4μm以下の接続電極部が設けられて、前記接続電極部とそれぞれの前記支持導通部の表面に設けられた接続金属層とが共晶接合または拡散接合されて、前記第2の絶縁層の前記凹部の表面が前記可動電極部に対向し、前記可動電極部と前記固定電極部を囲んで形成された前記第2の絶縁層の前記凸部の表面にシール電極部が設けられて、前記シール電極部と前記枠体層の表面に設けられたシール金属層とが共晶接合または拡散接合されており、
前記第2の絶縁層の内部に、前記接続電極部に接続されたリード層が埋設され、前記リード層は前記第2の基板の前記凹部の表面と前記凸部の表面に倣って引き回され、前記第2の基板の前記凸部と前記シール金属層との間を通過して、前記枠体層の外側へ出ていることを特徴とするMEMSセンサ。
In a MEMS sensor having a first substrate, a second substrate, and a movable electrode portion and a fixed electrode portion disposed between the first substrate and the second substrate,
The surface of said first substrate, and each of the supporting conducting portions of the movable electrode portion and the fixed electrode portion, and the frame layer surrounding said fixed electrode portion and the movable electrode portion, through the first insulating layer is fixed Te,
Convex portions and concave portions are formed on the surface of the second substrate, a second insulating layer is formed on the convex portions and the concave portions, and the second substrate is formed on the surface of the second insulating layer. A convex portion and a concave portion that follow the convex portion and the concave portion are formed,
A connection electrode portion having a thickness greater than 0 μm and 4 μm or less is provided on the surface of the convex portion of the second insulating layer, and the connection electrode portion and a connection provided on the surface of each of the support conduction portions The metal layer is formed by eutectic bonding or diffusion bonding, and the surface of the concave portion of the second insulating layer is opposed to the movable electrode portion, and is formed to surround the movable electrode portion and the fixed electrode portion. A seal electrode portion is provided on the surface of the convex portion of the insulating layer of 2, and the seal electrode portion and the seal metal layer provided on the surface of the frame body layer are eutectic bonded or diffusion bonded ,
A lead layer connected to the connection electrode portion is embedded in the second insulating layer, and the lead layer is routed along the surface of the concave portion and the surface of the convex portion of the second substrate. The MEMS sensor is characterized in that it passes between the convex portion of the second substrate and the sealing metal layer and comes out of the frame layer .
前記第2の絶縁層は前記凸部および前記凹部において同じ厚さに形成されている請求項1記載のMEMSセンサ。   The MEMS sensor according to claim 1, wherein the second insulating layer is formed to have the same thickness in the convex portion and the concave portion. 前記支持導通部には、前記接続電極部と前記接続金属層との接合層を囲む連続するまたは不連続の溝が形成されている請求項記載のMEMSセンサ。 The support The conductive portion, continuous or discontinuous MEMS sensor grooves claim 1 which is formed of surrounding the bonding layer and the connection metal layer and the connection electrode section. 前記枠体層が、前記可動電極部および前記固定電極部と同じ材料で同じ厚さに形成されている請求項記載のMEMSセンサ。 The frame body layer, MEMS sensor of claim 1, wherein formed in the same thickness of the same material as the movable electrode portion and the fixed electrode portion. 前記第2の基板に、前記枠体層の外側に引き出された前記リード層が導通する接続パッドが設けられている請求項記載のMEMSセンサ。 Wherein the two substrates, MEMS sensor of claim 1, wherein the connection pad is provided with the lead layer becomes conductive drawn to the outside of the frame layer.
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